專利名稱：海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法
技術領域：
本發明涉及一種海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，屬于防腐工程技術領域。
背景技術：
近年來，我國經濟飛速發展，基礎建設投入劇增。其中建設了眾多混凝土構件。混凝土作為一種非金屬材料廣泛地應用于跨海橋梁、沿海工程中，并且在海水中的腐蝕相當嚴重。混凝土構件的腐蝕防護已經得到業內技術人員足夠重視，人們已經意識到不做任何腐蝕防護的混凝土構件腐蝕是非常嚴重的，難以達到設計的使用壽命，甚至有些混凝土構件在不到10年就已經被嚴重腐蝕，不得不大修，耗費巨額資金和資源的浪費。混凝土構件在海洋中處于不同腐蝕環境，本領域技術人員一般將海洋腐蝕環境從上至下分為海洋大氣區、浪濺區、潮差區、水下區和海泥區5個區域，現有研究表明處于浪濺區和潮差區的混凝土構件腐蝕速度最快，遠大于其它區域，而這個區域的腐蝕防護方法一直是防腐工程領域的難題。處于浪濺區和潮差區的混凝土構件腐蝕防護方法有很多，主要有增加混凝土保護層厚度、添加混凝土阻銹劑、采用環氧涂層鋼筋、硅烷浸漬、外加涂層保護和對鋼筋電化學保護等。現在使用最多的是外加涂層保護法，即在混凝土外表面涂覆涂料的方法。其做法一般是采用三涂層結構防腐，底層是環氧底漆，中間層是環氧中間漆，面層采用聚氨酯面漆或者氟碳面漆。這種方法是沿用鋼構件的防腐方法，其防腐方法、工藝、涂層構件、涂料種類均和鋼構件防腐相同，這種外加涂層防護的方法并沒有根據混凝土特性來采取相對應的處理，因此雖然有一定的防腐效果，但是缺點也很明顯。首先，應用外加涂層法對混凝土防腐， 其涂層和混凝土基體的附著力低，僅有廣3MPa，涂層很容易脫落而導致防腐失效；其次，這種方法工藝過程復雜，要完成整個涂層大概要涂裝Γ7道涂料，而每道涂料都需固化時間 4^24小時才能進行下道涂裝，因此涂裝周期很長，對處于浪濺區和潮差區環境下的工程很難進行施工；最后，涂料涂層在海洋環境下的耐久性低，大概5 10年就要進行徹底維修，其維修費用甚至比首次涂裝還要高。由于一直沒有一個很好的方法解決浪濺區和潮差區混凝土構件的防腐問題，所以目前很多混凝土構件工程中仍然對此區域不作任何防腐處理，其結果必然會大大降低混凝土構件的耐久性。
發明內容
本發明提供一種海洋環境下浪濺區和潮差區混凝土構件腐蝕防護方法，具有高耐久性，相比于重防腐涂料涂層海生物對護罩很難破壞，在施工性能上操作簡單、安全快捷并且現場施工周期短。本發明解決上述問題的技術方案如下
一種海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征在于包括以下步驟(1)對混凝土外表面進行打磨，清理掉表面浮灰和不牢固附著物，并對大于2mm的錯臺縫進行打磨過渡；
(2)涂覆一道硅烷浸漬劑，硅烷浸漬劑用量300g/m%滲透深度大于Imm ；
(3)涂覆硅烷浸漬劑的混凝土構件表面自然風干后，刮涂一層硅烷封端聚醚密封膠，厚度為2 5mm ；
(4)硅烷封端聚醚密封膠涂覆完成后立即包覆預制保護罩；保護罩內表面預先進行打磨粗化處理，并刮涂一道密封膠；
(5)護罩上下兩端和邊角使用密封膠進行封閉處理；
(6)包覆體系整體涂覆耐候型面漆；
所述的硅烷封端聚醚密封膠是由下述重量份的材料制備而成
硅烷封端聚醚樹脂25-40份
聚醚多元醇10-25份
納米碳酸鈣30-42份
氣相法二氧化硅0. 5-3份
鈦白粉0-5份
炭黑0. 1-1份
硅烷交聯劑0. 5-2份
納米氧化鈰0. 3-1份
除水劑0. 2-1. 0份
附著力促進劑0. 05-1. 0份
催化劑0. 1-1. 0份；
所述的氣相法二氧化硅為經二甲基二氯硅烷封端的疏水型氣相法二氧化硅；所述的硅烷交聯劑為德固賽的9165型硅烷；所述的除水劑為乙烯基三甲氧基硅烷；所述的附著力促進劑是環氧基硅烷或封端氨基硅烷；所述的交聯劑為苯基三甲氧基硅烷；所述的催化劑為有機錫或者螯合錫；
硅烷封端聚醚密封膠制備方法是將納米碳酸鈣、氣相法二氧化硅、鈦白粉、炭黑、納米氧化鈰放入雙行星動力混合機中，在90°C下，抽真空緩慢攪拌2h，轉速350rpm ；除濕后完成，依次將硅烷封端聚醚樹脂、聚醚多元醇、硅烷交聯劑、附著力促進劑、催化劑、除水劑加入雙行星動力混合機中，在90°C下，抽真空高速攪拌池轉速SOOrpm ；分散均勻后，通冷卻水進行冷卻；冷卻至50°C后，將催化劑加入雙行星動力混合機，抽真空緩慢攪拌0. 5h，然后開機、出料為成品。上述的硅烷封端聚醚密封膠與混凝土、預制保護罩、涂料均有優異的粘結性能，且彈性好，內聚強度高；耐老化、防腐蝕性能優異；配方中添加了硅烷交聯劑與納米氧化鈰材料，提高了高分子交聯密度和整體的絡合密度，且配方中大量添加了納米粉體材料，同時提高的密封防水性能，配方中使用聚醚多元醇代替鄰苯二甲酸酯類增塑劑，不含任何溶劑，真正做到綠色環保。所述硅烷浸漬劑為異丁基三乙氧基硅烷或者異辛基三乙氧基硅烷。所述的預制保護罩是以不飽和聚酯樹脂為基體，加入玻璃纖維、碳纖維和金屬纖維的任意一種，壓制、交聯固化成，形狀及大小與被保護的混凝土構件的形狀相配合。
護罩包覆后，在護罩上下涂覆硅烷改性聚氨酯密封膠、硅烷改性聚醚密封膠、聚硫密封膠、聚氨酯密封膠中的任意一種。所述的包覆體系整體涂覆的耐候型面漆為丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆和聚硅氧烷面漆中的任意一種。上述硅烷偶聯劑為異丁基三乙氧基硅烷或異辛基三乙氧基硅烷，滲入混凝土表面微小孔隙中，可以增加混凝土和硅烷封端聚醚密封膠之間的粘結力，還具有憎水效果，進一步阻止水分進入混凝土基體。所用耐候型面漆，具有很好的耐候性，可進一步提高預制保護罩的耐久性，同時可以使整個混凝土構件顏色保持一致，具有景觀效果。本發明的有益效果是本發明克服了現在常用重防腐方法的缺點，硅烷封端聚醚密封膠的粘結和必要的物理加固使本發明的方法具有高附著力，預制保護罩使本發明的方法具有優異屏蔽性能、預制保護罩的高耐久性配合耐候型面漆確保本發明的方法具有高耐久性，相比于重防腐涂料涂層海生物對護罩很難破壞，在施工性能上本發明操作簡單、安全快捷并且現場施工周期短。本發明專用的硅烷封端聚醚密封膠具有創造性，本密封膠除了具備常規硅烷封端聚醚密封膠的特性以外，還具有如下特點一是不含溶劑，不含鄰苯二甲酸酯類的增塑劑， 綠色環保；二是配方中添加交聯劑和納米氧化鈰，提高了密封膠的交聯密度和絡合密度，進一步提高了密封膠的耐水性。
具體實施例方式下面結合實施例進一步闡明本發明的方案及效果
國內某混凝土橋，處于海洋環境，采用本發明進行腐蝕防護。其中橋體的箱梁部位以及上部橋墩處于海洋大氣腐蝕環境，橋墩中部位于浪濺區和潮差區腐蝕環境，橋墩下部處于水下區和海泥區腐蝕環境。對位于浪濺區和潮差區腐蝕環境的中部橋墩，采用本發明方法進行防腐。首先進行硅烷封端聚醚密封膠的制備，制備方法如下
按照重量份稱取日本Kaneka公司的MS303樹脂31份，PPG2000型聚醚多元醇21份， 比利時蘇威的322型納米碳酸鈣38份，德國贏創德固賽公司的R972型氣相法二氧化硅2 份，杜邦公司的R902+型鈦白粉3. 5份，德固賽的NP60型炭黑0. 5份，德固賽的9165型苯基硅烷1. 5份，美國邁圖高新材料集團的A-171硅烷0. 5份，美國邁圖公司的A-1120型硅烷0. 3份，廣東瑞爾的稀土氧化鈰0. 5份，二月桂酸二丁基錫0. 7份。將納米碳酸鈣、氣相法二氧化硅、鈦白粉、炭黑、稀土氧化鈰放入雙行星動力混合機中，在90°C下，抽真空緩慢攪拌 2h (350rpm);分別依次將MS303樹脂、PPG2000型聚醚多元醇、9165型苯基硅烷、A171硅烷和A-1120型硅烷加入雙行星動力混合機中，在90°C下，抽真空高速攪拌濁(SOOrpm);分散均勻后，通冷卻水進行冷卻；冷卻至50°C后，將二月硅酸二丁基錫加入雙行星動力混合機， 抽真空緩慢攪拌0. 5h,然后開機、出料，備用。制備好密封膠后，即可進行現場安裝工作。打磨清理混凝土表面浮灰和錯臺縫后， 刷涂一道異辛基三乙氧基硅烷，用量為300g/m2 ；表面自然干燥后刮涂一道硅烷封端聚醚密封膠，厚度為3mm ；將采用現有技術預制的不飽和聚酯玻璃鋼保護罩內表面用砂紙打磨粗化后刮涂一道密封膠，并立即將預制保護罩粘結在混凝土基體上；同時在護罩的邊角處刮涂快干型聚氨酯密封膠，將邊角完全密封好；最后噴涂2道自清潔氟碳面漆，干膜厚度總計為80 μ m0 經實際應用，現場檢測表明防護罩整體密封、防護效果優良，完全能夠滿足潮差區、浪濺區混凝土腐蝕防護要求。
權利要求
1.一種海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征在于包括以下步驟(1)對混凝土外表面進行打磨，清理掉表面浮灰和不牢固附著物，并對大于2mm的錯臺縫進行打磨過渡；(2)涂覆一道硅烷浸漬劑，硅烷浸漬劑用量300g/m%滲透深度大于Imm ；(3)涂覆硅烷浸漬劑的混凝土構件表面自然風干后，刮涂一層硅烷封端聚醚密封膠，厚度為2 5mm ；(4)硅烷封端聚醚密封膠涂覆完成后立即包覆預制保護罩；保護罩內表面預先進行打磨粗化處理，并刮涂一道密封膠；(5)護罩上下兩端和邊角使用密封膠進行封閉處理；(6)包覆體系整體涂覆耐候型面漆；所述的硅烷封端聚醚密封膠是由下述重量份的材料制備而成硅烷封端聚醚樹脂25-40份聚醚多元醇10-25份納米碳酸鈣30-42份氣相法二氧化硅0. 5-3份鈦白粉0-5份炭黑0. 1-1份硅烷交聯劑0. 5-2份納米氧化鈰0. 3-1份除水劑0. 2-1. 0份附著力促進劑0. 05-1. 0份催化劑0. 1-1. 0份；所述的氣相法二氧化硅為經二甲基二氯硅烷封端的疏水型氣相法二氧化硅；所述的硅烷交聯劑為德固賽的9165型硅烷；所述的除水劑為乙烯基三甲氧基硅烷；所述的附著力促進劑是環氧基硅烷或封端氨基硅烷；所述的交聯劑為苯基三甲氧基硅烷；所述的催化劑為有機錫或者螯合錫；硅烷封端聚醚密封膠制備方法是將納米碳酸鈣、氣相法二氧化硅、鈦白粉、炭黑、納米氧化鈰放入雙行星動力混合機中，在90°C下，抽真空緩慢攪拌2h，轉速350rpm ；除濕后完成，依次將硅烷封端聚醚樹脂、聚醚多元醇、硅烷交聯劑、附著力促進劑、催化劑、除水劑加入雙行星動力混合機中，在90°C下，抽真空高速攪拌池轉速SOOrpm ；分散均勻后，通冷卻水進行冷卻；冷卻至50°C后，將催化劑加入雙行星動力混合機，抽真空緩慢攪拌0. 5h，然后開機、出料為成品。
2.根據權利要求1所述的海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征是， 所述的硅烷封端聚醚密封膠采用的硅烷封端聚醚樹脂為日本Kaneka公司的MS203、MS303 樹脂及德國瓦克的STP-E10、STP-E15、STP-E30型樹脂中的任一種。
3.根據權利要求1所述的海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征在于所述的硅烷浸漬劑為異丁基三乙氧基硅烷或者異辛基三乙氧基硅烷。
4.根據權利要求1所述的海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征在于所述的預制保護罩是以不飽和聚酯樹脂為基體，加入玻璃纖維、碳纖維和金屬纖維的任意一種，壓制、交聯固化成，形狀及大小與被保護的混凝土構件的形狀相配合。
5.根據權利要求1所述的海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征在于在所述包覆護罩的步驟后，在護罩上下涂覆硅烷改性聚氨酯密封膠、硅烷改性聚醚密封膠、聚硫密封膠和聚氨酯密封膠中的任意一種。
6.根據權利要求1所述的海洋潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護方法，其特征在于步驟(6)中所述的包覆體系整體涂覆的耐候型面漆為丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆和聚硅氧烷面漆中的任意一種。
全文摘要
本發明公開了一種海洋環境下潮差區和浪濺區混凝土構件腐蝕防護處理的方法，屬混凝土構件腐蝕防護領域。針對特殊腐蝕環境下的防護要求，先對混凝土外表面涂覆一道硅烷浸漬劑，滲透深度大于1mm；自然風干后，刮涂一層硅烷封端聚醚密封膠，厚度為2~5mm；完成后立即包覆預制保護罩；保護罩內刮涂一道密封膠；護罩上下兩端和邊角使用密封膠進行封閉處理；包覆體系整體涂覆耐候型面漆。本發明采用玻璃鋼防護技術，結合硅烷封端聚醚密封膠的密封防護技術及硅烷浸漬防護技術，實現對潮差區和浪濺區混凝土構件的有效防護。技術施工簡便、快捷，密封劑防護效果可靠、優良，具有良好的市場推廣前景。
文檔編號C09J11/06GK102383619SQ201110312030
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月16日 優先權日2011年10月16日
發明者嚴生貴, 倪雅, 劉國彬, 安云岐, 崔坤, 常紹艷, 晁兵, 李萍, 沈亞郯, 洪偉, 田明明, 白書亞, 耿巖, 謝謙, 馬茜 申請人:江蘇中礦大正表面工程技術有限公司